不同季節青海高原型牦牛乳營養成分的比較研究

賈宏信

（乳業生物技術國家重點實驗室，上海乳業生物工程技術研究中心，光明乳業股份有限公司乳業研究院，上海 200436）

牦牛（Bos grunniens）生活在喜馬拉雅山脈和青藏高原的高海拔地區，世界上95%以上的牦牛分布在中國[1-2]。生活在青藏高原上的人們依靠牦牛生存，牦牛以牛乳、黃油、奶酪、酸乳和肉的形式為當地人提供食物[3]。果洛藏族自治州位于青海省東南部，其地理坐標為東經97°54’～121°50’，北緯32°31’～35°40’，平均海拔4 200 m以上，海拔4 000～5 000 m的面積約占總面積的80%。大氣含氧量僅為海平面的60%，年平均氣溫低于-1.0 ℃，極端最低氣溫為-48.1 ℃，具典型的高原大陸性氣候特征（僅冬夏兩季）[4]。本區放牧牦牛為青海高原牦牛[5]，放牧方式為天然草場放牧，無補飼，夏季牦牛能獲得充足的牧草，冬季牧草缺乏[6]。這一放牧方式和牧草的季節性差異可能會導致牦牛乳營養成分的差異。

近年來，關于牦牛乳營養成分的報道多集中在海拔3 000～4 000 m的牦牛。研究內容集中在對不同地區、不同品種、不同胎次牦牛的蛋白質[7-9]、脂肪、乳糖、灰分等基本營養組分的研究[9-11]，不同泌乳期營養組分的變化[12-14]，以及牦牛乳貯藏過程中營養組分變化的研究[15]，而對青海高原牦牛（生活在平均海拔4 200 m以上的地區）牦牛乳的報道較少。本研究有針對性地選擇生活在高海拔（平均海拔4 200 m以上）地區的牦牛，分析季節對高原牦牛乳營養成分的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

采集36 頭牦牛乳樣（每頭采集1 份乳樣）（采樣點為果洛州下屬瑪沁、班瑪、甘德、達日、久治、瑪多6 個縣的傳統管理、開放、無圍欄的自然放牧牧場），其中18 個牦牛乳樣品采集于夏季（8月），18 個牦牛乳樣品采集于冬季（11月），每個縣采集3 個牧場。牦牛乳采樣時間為每天6∶00—8∶00，選擇常乳期牦牛，手工擠奶，單次擠出全部牦牛乳，并將牦牛乳移至無菌的儲奶袋，于收集后10 min內貯藏至-20 ℃冰箱內直至分析。

硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、硝酸、鹽酸、無水乙醇、甲醇、氫氧化鉀、無水硫酸鈉、正己烷、環己烷、正庚烷、異丙醇（均為分析純） 中國醫藥集團有限公司；反-9-C14:1、反-9-C16:1、反-11-C20:1、順-13,16,19-C22:3n-3美國NU-CHEK公司；脂肪酸甲酯混合標準品 美國Sigma公司。

1.2 儀器與設備

TE612-L電子天平 德國Sartorius公司；KJELTEC2300凱氏定氮儀 丹麥Foss公司；7890氣相色譜儀（配備氫火焰離子化檢測器、DB-23/Si188毛細管柱（15 m×0.25 mm，0.25 μm）） 美國Agilent公司；U3000液相色譜儀（配備二極管陣列檢測器、Accucore Polar Premium C18色譜柱（4.6 mm×150 mm，2.6 μm））美國Thermo公司。

1.3 方法

牦牛乳樣品在解凍過程中保持低溫（4 ℃低溫解凍），并在分析前攪拌。蛋白質含量按GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》測定，按氮轉換系數6.38計算樣品蛋白質含量；脂肪含量按GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》測定；乳糖含量按GB 5009.8—2016《食品安全國家標準 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定》進行檢測，總固體和非脂乳固體含量按GB 5423.39—2010《食品安全國家標準 乳和乳制品中非脂乳固體的測定》測定；灰分含量按GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》方法測定，將3 g牛乳樣品放置在瓷坩堝中550 ℃下干燥4 h；VA含量按GB 5009.82—2016《食品安全國家標準 食品中維生素A、D、E的測定》測定；鈣（Ca）含量按GB 5009.92—2016《食品安全國家標準 食品中鈣的測定》方法分析；脂肪酸組成采用AOAC官方方法996.06進行分析[16]。

1.4 數據處理

所有數據均在Excel軟件（Microsoft Office 2010）中編目，統計結果為平均值±標準差，數據采用SPSS 21統計軟件（IBM 2013）進行獨立樣本t檢驗分析，顯著性差異水平P＜0.05。

2 結果與分析

2.1 牦牛乳的營養組分

由表1可知，牦牛乳脂肪、蛋白質、乳糖、非脂乳固體和灰分含量在夏季和冬季之間存在顯著差異（P＜0.05），但是，牦牛乳的總固形物含量在夏季和冬季之間無顯著差異。具體為冬季牦牛乳的脂肪含量（（8.49±1.17） g/100 g）顯著高于夏季（（6.37±1.55） g/100 g），而蛋白質、乳糖、非脂乳固體和灰分含量夏季顯著高于冬季。此外，脂肪含量是所有指標中最不穩定的。夏季和冬季個體間差異較大，夏季最高值（9.23 g/100 g）幾乎是最低值（3.40 g/100 g）的3 倍，冬季最高值（11.80 g/100 g）是最低值（6.77 g/100 g）的2 倍。牦牛乳的脂肪含量冬季高于夏季這一結果與Ding Luming等[17]的研究結果一致，造成這一結果的原因可能是牦牛在冬季的飲食增加了纖維的攝入量，進而導致瘤胃液中含有高濃度的醋酸鹽，而醋酸鹽是合成乳脂的主要底物。但是牦牛乳的蛋白質含量冬季低于夏季這一結果卻與Ding Luming等[17]的研究相反。另外，對于同一季節（夏季），同樣的青海高原牦牛，Guo Xian等[18]研究顯示，牦牛乳中蛋白質含量為4.79 g/100 g，低于本研究結果（5.63 g/100 g）。研究顯示，牦牛的品種、牧場牧草的種類等會影響牦牛乳脂肪、蛋白質等營養組分含量[19-22]，這可能是不同研究中牦牛乳各營養組分存在較大差異的原因。

2.2 牦牛乳的VA和鈣含量

由圖1可知，VA含量夏季（72.7 μg/100 g）顯著高于冬季（52.7 μg/100 g），夏季牦牛乳鈣含量（175.2 mg/100 g）顯著低于冬季牦牛乳（181.9 mg/100 g），且夏季牦牛乳個體間VA含量差異較大（標準差較大）。VA的這一結果與常海軍等[23]關于甘肅白牦牛乳的研究相一致，其研究顯示，甘肅白牦牛乳中VA含量夏季為46.1 μg/100 g，冬季為29.9 μg/100 g。另外，與荷斯坦奶牛VA含量（34.7 μg/100 g，數據來自未公布的實驗室數據）相比，青海高原牦牛乳VA含量也遠高于荷斯坦奶牛，青海高原牦牛乳夏季VA含量是荷斯坦奶牛的2.10 倍，冬季是荷斯坦奶牛的1.52 倍。關于牦牛乳VA含量冬季低于夏季的原因，可能是因為自然放牧、無飼補的牦牛在冬季攝入的VA前體（β-胡蘿卜素）處于低水平[23-24]，因為枯草的β-胡蘿卜素水平低于青草，進而會影響牦牛對于VA的合成。與VA的結果相反，牦牛乳中的鈣含量在冬季高于夏季，并且比荷斯坦奶牛（約106 mg/100 g）高出1.6 倍[25]，可能是因為在冬季干枯牧草植株高度更低，牦牛進食時會更多地攝入土壤。

圖1 不同季節牦牛乳中VA（A）和鈣（B）的含量（n=18）Fig.1 VA (A) and calcium (B) contents of yak milk in different seasons (n = 18)

2.3 牦牛乳的脂肪酸組成

采用AOAC氣相色譜法對44 種脂肪酸進行分析，由表2可知，牦牛乳中的主要脂肪酸組成與文獻報道[17-19,26-27]的結果相似，牦牛乳中主要的脂肪酸為C14:0（肉豆蔻酸）、C16:0（棕櫚酸）、C18:0（硬脂酸）、順-9 C18:1（油酸）和反-9 C18:1等?？傮w上，牦牛乳中主要脂肪酸C16:0、C17:0、C18:0、順-9 C16:1、油酸和亞油酸（linoleic acid，LA）含量冬季顯著高于夏季，反式脂肪酸（反-9 C18:1和反-9,12 C18:2n-6）含量冬季顯著低于夏季，其中反式脂肪酸的種類與Ding Luming[17]、Liu[26]等報道的略有不同，但夏季和冬季反式脂肪酸含量變化基本相同。對于SFA，超過80%的SFA由C14:0、C16:0和C18:0組成。MUFA中，油酸分別占夏季牦牛乳和冬季牦牛乳MUFA總量的70.6%和82.9%。PUFA中，順-9,12 C18:2n-6（LA）、順-9,12,15 C18:3n-3（亞麻酸，linolenic acid，ALA）、反-9,12 C18:2n-6（反式亞油酸，trans-linoleic acid，TLA）含量最高。其中LA和ALA含量占PUFA的75%以上，這一數值與四川牦牛乳[28]和西藏牦牛乳[27]相似，高于甘肅牦牛乳和荷斯坦奶牛乳的水平（分別為46.6%和61.6%）[29]。

表2 不同季節牦牛乳脂肪酸組成Table 2 Fatty acid composition of yak milk in different seasons g/100 g

LA和ALA的延伸和脫飽和度可形成必需的脂肪酸，如花生四烯酸（順-5,8,11,14 C20:4n-6，arachidonic acid，ARA）、二十碳五烯酸（順-5,8,11,14,17 C20:5n-3，eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（順-4,7,10,13,16,19 C22:6n-3，docosahexenoic acid，DHA）。夏季和冬季青海高原牦牛乳中ARA、EPA和DHA都處于較低水平或未檢出，ARA和DHA的這一結果與Ding Luming等[17]的研究結果一致，而與Liu等[26]的檢測結果相反（冬季和夏季，ARA≥0.11 g/100 g，DHA≥0.04 g/100 g）；而EPA的結果卻與Ding Luming[17]、Liu[26]等的研究結果完全不一致，上述研究中EPA都有檢出。

夏季牦牛乳中n-6 PUFA的總量顯著高于冬季牦牛乳（P＜0.05），而夏季牦牛乳與冬季牦牛乳中n-3 PUFA的含量無顯著差異。夏季樣品中n-6 PUFA與n-3 PUFA的比例顯著高于冬季樣品（分別為3.02和1.95）。進一步分析n-6 PUFA，發現n-6 PUFA差異較大的原因是夏季乳樣中反-9,12 C18:2n-6含量顯著高于冬季乳樣，其平均值是冬季乳樣的2 倍以上。短鏈和中鏈脂肪酸（C4～C16）可以從頭合成，例如從瘤胃中的碳水化合物和動物的新陳代謝中合成，但長鏈脂肪酸（C18～C24），如順-9 C18:1、反-9 C18:1、順-9,12 C18:2n-6（LA）和反-9,12 C18:2n-6不能在體內合成，主要來源于膳食[12,30]。結果表明，冬季主要長鏈脂肪酸LA含量高于夏季，這一結果與Ding Luming[17]、Liu[26]等的結果相反。造成以上不一致的結果可能與牦牛的品種、天然草場草的種類及海拔高度有關。

總體上，SFA和MUFA的含量隨季節變化明顯，都表現為冬季顯著高于夏季（P＜0.05）（表2）。不同季節牦牛乳總SFA、MUFA和PUFA含量，夏季樣品的SFA和MUFA總量顯著高于冬季樣品（P＜0.05），盡管主要單體PUFA存在顯著差異，但夏季和冬季樣品的PUFA含量總體上無顯著差異。另外，夏季樣品的SFA/PUFA比值和MUFA/PUFA比值顯著低于冬季樣品（分別為12.05、6.39和19.00、8.19）。對于SFA和MUFA的這種季節性變化，可能是由于牦牛在2 個季節的飲食不同（夏季飲食中含有鮮草，冬季飲食中不含鮮草）[26]，另一個可能的原因是在冬季牦牛動員了其體內儲備的脂肪[17]。

3 結 論

牦牛乳是青藏高原高海拔缺氧地區居民膳食蛋白質、脂肪和微量營養素的主要來源。以生活在高海拔（平均海拔4 200 m以上）的青海高原牦牛為研究對象，分析季節對青海高原牦牛乳常規營養成分和脂肪酸組成的影響。結果表明，冬季青海高原牦牛乳的蛋白質、乳糖、非脂乳固體、灰分、VA和主要反式脂肪酸（反-9-C18:1和反-9,12-C18:2n-6）的含量顯著低于夏季（P＜0.05），但脂肪和主要脂肪酸（C16:0、C17:0、C18:0、順-9-C16:1、順-9-C18:1和LA）的含量顯著高于夏季（P＜0.05），說明牦牛乳的化學成分和脂肪酸組成受季節的影響。